CZ288309B6 - Apparatus for treating a fluid contained in a conduit with a succession of radio frequency signals - Google Patents

Description

Zařízení pro úpravu tekutiny vedené potrubím řadou vysokofrekvenčních signálů

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení k úpravě tekutiny, vedené potrubím, řadou vysokofrekvenčních signálů, zejména zařízení, které zamezuje tvorbě šupinatých usazenin ve vodovodním potrubí.

Dosavadní stav techniky

Nečistoty, jako například ionty vápníku a hořčíku, vytvářejí ve vodě šupiny, které se postupně přilepují k vnitřním stěnám potrubí. V případě, že se voda ohřívá, je tvoření šupin urychleno. Z toho důvodu jsou ohřívače vody a parní kotle obzvláště náchylné k tvoření šupin, a tím k snižování tepelného přenosu, zvyšování spotřeby paliva a dokonce i lokálnímu přehřívání. V domovních vodovodních systémech reagují ionty vápníku a hořčíku s mýdlem, čímž zabraňují tvorbě mýdlové vody, a tím zamezují účinnému čištění vodovodních potrubí.

Za účelem úpravy vody, kterou se zamezuje vytváření šupinatých usazenin bylo dosud vytvořeno mnoho vodu upravujících systémů. Mezi řešení, která se zabývají výše uvedenou úpravou vody patří například řešení, které k úpravě vody používá chemické látky. Toto řešení však vyžaduje stálé doplňování chemických látek a navíc při této úpravě dochází ke snížení kvality vody. Jiný přístup, který spočívá v umístění chemicky rozrušitelných elektrod do vody, má nevýhodu v tom, že se tyto elektrody postupně chemicky rozrušují, čímž se snižuje jejich účinnost, a tudíž je nutné tyto elektrody v průběhu provozu upravujícího systému vyměňovat.

Ještě další řešení, které spočívá v uvedení magnetů do přímého kontaktu s vodou, je nevýhodné, poněvadž tyto magnety sbírají pouze magnetické částice. V důsledku toho může tvorba nemagnetických částic způsobit okluzi potrubí.

Další řešení používá magnetického nebo elektromagnetického pole rozloženého nejen vně nýbrž i uvnitř vodovodního systému. Tato pole však mají jen lokální účinky, a proto pro přenesení upravujícího účinku na plochy vodovodního potrubí, které se nacházejí ve směru proudění vody za místem působení těchto polije nutný určitý průtok vody.

Podstata vynálezu

Předmětem vynálezu je zařízení pro úpravu tekutiny, vedené potrubím, řadou vysokofrekvenčních signálů, jehož podstata spočívá v tom, že zahrnuje primární vinutí, připevněné k vnější části potrubí, prostředek pro buzení primárního vinutí řadou vysokofrekvenčních signálů a jádro z magneticky propustného materiálu, probíhající kolem potrubí a skrze primární vinutí pro generování elektromagnetického pole s kruhovými magnetickými siločárami, souosými s osou potrubí, v tekutině vedené potrubím a pro šíření tohoto elektromagnetického pole podél osy potrubí k úpravě tekutiny v oblasti před primárním vinutím a za primárním vinutím.

Výhodně je jádro tvořeno jádrem z feritového materiálu.

Výhodně má každý z řady vysokofrekvenčních signálů frekvenci v rozmezí od 50 do 500 kHz a sinusoidově probíhající amplitudu, která se snižuje z maximální hodnoty do nulové hodnoty.

Výhodně mezi po sobě jdoucími signály z řady vysokofrekvenčních signálů existují čekací stavy s náhodnou dobou trvání.

-1 CZ 288309 B6

Výhodně je primární vinutí tvořeno vícevodičovým plochým kabelem, na jehož jednom konci je uspořádán kolíkový konektor a na jehož druhém konci je uspořádán zdířkový konektor, přičemž kolíkový konektor má řadu kolíků a zdířkový konektor má řadu zdířek, přičemž kolíkový konektor a zdířkový konektor jsou vzájemně spojeny tak, že řada kolíků je posunuta o jeden kolík vzhledem k řadě zdířek pro vytvoření uzavřené smyčky.

Výhodně je primární vinutí tvořeno dvouřadým pouzdrem s dvěma řadami kolíků a deskou s tištěnými spoji a dvěma řadami zdířek, přičemž dvouřadé pouzdro je připevněno na desce s tištěnými spoji tak, že každá řada kolíků je posunuta o jeden kolík vzhledem k příslušné řadě zdířek, přičemž s primárním vinutím je spojen prostředek pro buzení primárního vinutí řadou vysokofrekvenčních signálů.

Výhodně je jádro tvořeno množinou vzájemně spojených segmentů.

Výhodně zařízení dále zahrnuje kiyt, který má dvě části, z nichž každá obsahuje jednu část jádra, přičemž obě části kiytu jsou vzájemně spojitelné pro obepnutí potrubí a pro vzájemné spojení částí jádra k sestavení jádra, probíhajícího kolem potrubí.

Výhodně uvedené části krytu zahrnují připevňovací útvary schopné vzájemného záběru pro držení vzájemného spojení částí krytu k obepnutí potrubí.

Výhodně připevňovací útvary jsou schopny vzájemného pružného zaskočitelného záběru.

Výhodně zahrnuje pružinový prostředek pro uvedení částí krytu do vzájemného záběru.

Výhodně prostředek pro buzení primárního vinutí řadou vysokofrekvenčních signálů zahrnuje prostředek pro detekci zvuku tekutiny vedené potrubím a pro generování analogového zvukového signálu s frekvencí úměrnou detekovanému zvuku.

Výhodně prostředek pro buzení primárního vinutí řadou vysokofrekvenčních signálů dále zahrnuje prostředek pro vyjmutí šumu z analogového zvukového signálu, prostředek pro převedení analogového zvukového signálu na sérii digitálních impulsů s frekvencí úměrnou frekvenci analogového zvukového signálu, prostředek pro převedení digitálních impulsů na stejnosměrné napětí s amplitudou úměrou frekvenci analogového zvukového signálu a prostředek pro převedení stejnosměrného napětí na řadu budících impulsů přiváděných do uvedeného primárního vinutí.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude lépe pochopen pomocí popisu příkladných provedení vynálezu, přičemž při tomto popisu budou dělány odkazy na přiložené výkresy, na kterých obr. 1 zobrazuje elektrické obvodové schéma zařízení podle jednoho z provedení vynálezu, obr. 2 zobrazuje boční pohled na zařízení z obr. 1 připevněné k potrubí, obr. 3 zobrazuje spodní pohled na zařízení z obr. 2, obr. 4a zobrazuje perspektivní pohled na magnetické siločáry, které jsou vytvořeny zařízením z obr. 1 a které obklopují potrubí, obr. 4b zobrazuje příčný řez uspořádáním z obr. 4a učiněný mimo kontaktní oblasti, obr. 5 zobrazuje boční pohled na modifikované provedení vynálezu,

-2CZ 288309 B6 obr. 6 zobrazuje průřez modifikovaným provedením vynálezu učiněný podél linie 6-6 na obr. 5, obr. 7 zobrazuje půdorysný pohled na modifikované provedení vynálezu z obr. 5, obr. 8 zobrazuje půdorysný pohled na ještě další modifikované provedení vynálezu, obr. 9 zobrazuje zadní pohled na modifikované provedení vynálezu z obr. 8, obr. 10 zobrazuje boční pohled na modifikované provedení vynálezu z obr. 8, obr. 11 zobrazuje průřez ještě dalším modifikovaným provedením vynálezu, obr. 12 zobrazuje půdorysný pohled na modifikované provedení vynálezu z obr. 11, obr. 13 zobrazuje boční pohled na ještě další modifikované provedení vynálezu, obr. 14 zobrazuje přední pohled na modifikované provedení vynálezu z obr. 13, obr. 15 zobrazuje boční pohled na jednu z komponent používanou v rámci vynálezu, obr. 16 zobrazuje půdorysný pohled na komponentu z obr. 15, obr. 17 zobrazuje spodní pohled na komponentu z obr. 15 a obr. 18 schématicky zobrazuje průřez dalším provedením vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je schematicky zobrazeno elektrické obvodové schéma 10 zařízení pro úpravu tekutin např. vody obsažené ve vodovodním potrubí 12 (znázorněna jen část tohoto potrubí) a způsob úpravy tekutin například vody obsažené ve vodovodním potrubí 12 prováděné za účelem zamezení vytváření šupinatých usazenin na vnitřních stěnách potrubí 12, rovněž tak za účelem odstranění těchto šupinatých usazenin, v případě, že již byly vytvořeny.

Podle jednoho výhodného provedení vynálezu je detektor turbulencí neboli mikrofon 14 uveden do fyzického kontaktu s potrubím 12, přičemž tento mikrofon slouží pro detekování zvuku, který je generován v důsledku turbulencí uvnitř potrubí 12. K těmto turbulencím dochází při průchodu vody skrze potrubí, zejména v případě, že voda přechází přes šupinatou usazeninu odvozenou od vápna. Mikrofonem 14 je generován analogový zvukový signál, který má frekvenci přímo úměrnou množství detekovaných turbulencí. Tato frekvence leží v rozmezí od 20 až 200 kHz.

Filtr 18 slouží k odstranění šumu ze zvukového signálu 16, a tím k odfiltrování zvuků, které nesouvisí s turbulencemi vody, která prochází potrubím. Získá se odfiltrovaný signál 20.

V rámci tvarování impulsů diferenciální zesilovač 22 zpracovává a zesiluje filtrovaný signál 20. Zesílení tohoto zesilovače 22 je výhodně nastavitelné, přičemž zesílení je nastaveno na hodnotu dostatečně vysokou pro saturaci filtrovaného signálu 20 a pro jeho přeměnu na saturovaný pravoúhlý signál 24.

Impulsně tvarovací a diferenciální obvod 26 zpracovává signál 24 za účelem generování série impulsů 28 s omezenou šířkou. Frekvence zvukového signálu 16 je tak převedena na odpovídající počet impulsů.

-3CZ 288309 B6

Monostabilní klopný obvod 30 rozšiřuje impulsy 28 s omezenou šířkou a generuje tak sérii širších digitálních impulsů 32. Frekvenčně napěťový měnič, také známý jako zprůměrovací člen, výhodně tvořený kondenzátorem 34, převádí širší impulsy 32 na stejnosměrné napětí 36. jehož amplituda je funkcí frekvence širších impulsů 32 a tudíž frekvence uvedeného zvukového signálu. Měnič napětí na sled impulsů nebo-li astabilní přeladitelný multivibrátor 38 přeměňuje stejnosměrné napětí 36 na sled impulsů 40 s proměnlivou frekvencí, která je rovněž přímoúměmá frekvenci zvukového signálu. Výkonový tranzistor 42 přeměňuje sled impulsů 40 na sérii budicích impulsů, které jsou vedeny do primárního vinutí 44 vysokofrekvenčního výstupního transformátoru 46, majícího sekundární vinutí 48 a nastavitelné feritové jádro 50 uspořádané mezi těmito vinutími. Primární vinutí 44 je tvořeno laditelným vinutím a je připojeno do série s kondenzátorem 52 a stejnosměrným napájecím napětím 54. Sekundární vinutí 48 má dvojici vzájemně odsazených koncových vývodů 56, 58, které, jak je níže popsáno, jsou při dvojici kontaktních oblastí, které jsou vzájemně odsazeny a podélně uspořádány podél osy potrubí j2, uvedeny do fyzikálního kontaktu s potrubím 12.

Transformátor 48 přeměňuje uvedené budicí signály na sérii vysokofrekvenčních vyzváněcích signálů 60, přičemž každý z těchto signálů má frekvenci v rozmezí 50 až 500 kHz a obecně sinusiově probíhající amplitudu, která se zmenšuje z maximální hodnoty knutové hodnotě. Intervaly mezi jednotlivými vyzváněcími signály nejsou rovny době trvání těchto signálů, čímž se mezi těmito signály vytvářejí náhodné čekací stavy. V případě, že potrubí je tvořeno vodivým materiálem například mědí, potom transformátor 46 představuje zdroj s nízkou impedancí, který generuje mezi koncovými vývody 56 a 58 nízkonapěťové, vysokoproudové signály. Tento vysokoproudový signál prochází podél osy potrubí 12, přičemž vytváří elektromagnetické pole (jak je to zřejmé na obr. 4A a 4B, jehož magnetický tok 62 má obecně kruhové siločáry, které jsou souose uspořádány vzhledem k ose potrubí 12. Poněvadž potrubí 12 má nezanedbatelný průměr, jsou mezi koncovými vývody 56 a 58 tyto siločáry souosé s myšlenou linií, která probíhá skrze kontaktní zóny uspořádané na povrchu potrubí. Obr. 4A a 4B zobrazuje uvedené elektromagnetické pole v jednom časovém okamžiku. Rozumí se, že podle toho, jak se mění amplituda každého vyzváněcího signálu, se toto pole zvětšuje a zmenšuje. V rozmezí délky potrubí je vytvořeno elektrické pole se stojatou vlnou. V důsledku toho se vysokofrekvenční elektromagnetické pole šíří podél potrubí v obou směrech od kontaktních oblastí, a tedy buď směrem od kontaktních oblastí proti proudu vody, anebo po proudu vody, čímž se vodu upravovači účinek může šířit potrubním rozvodem.

Bylo zjištěno, že v případě šupin uhličitanu vápenatého, kratší interval čekacího stavu mezi jednotlivými vyzváněcími signály snižuje dobu okluze potrubí, zatímco delší interval čekacího stavu zvyšuje dobu okluze. Také rozdílné teploty a rozdílné intervaly čekacích stavů ovlivňují okluzní rychlost. V případě, že jsou ve vodě přítomny jiné soli, potom rozdílná délka intervalů čekacích stavů může mít žádoucí účinek na krystalizaci těchto solí. Z toho důvodu umožňují náhodně generované čekací stavy (vymezené v určitých intervalech) využít vynález pro široké rozmezí rozdílných solí, které přicházejí v úvahu.

V případě, že potrubí je tvořeno nevodivým materiálem například plastem, potom může být stejného upravujícího účinku dosaženo obalením sekce potrubí mezi kontaktními oblastmi měděnou fólií.

Indikátor 64 výkonové úrovně slouží jako optická zobrazovací jednotka a je připojen k průměrovacímu kondenzátoru 34· Tento indikátor 64 výhodně obsahuje množinu světelných diod uspořádaných do řady, přičemž počet rozsvícených diod v libovolném časovém okamžiku označuje úroveň výstupního výkonu v tomto okamžiku.

Jak je zřejmé z obr. 2 zapojení 10 je zakryto krytem 66, který je pomocí plastikových pásků neboli držáků 68 připevněn k uvažovanému potrubí. Koncové vývody 56 a 58 jsou uspořádány na vnějším povrchu uvedeného krytu, přičemž v případě, že kryt je upevněn na potrubí, jsou jejich přitlačením k potrubí uvedeny do elektricky-mechanického kontaktu s tímto potrubím.

-4CZ 288309 B6

Uvedený mikrofon se nalézá uvnitř krytu společně se všemi ostatními prvky zobrazených na obr. 1. Indikátor 64 je uspořádán rovněž na vnějším povrchu krytu za účelem jeho snadného pozorování. Elektrická energie je k prvkům, které se nalézají uvnitř kiytu, převedena kabelem 70. Za účelem zabránění vysmeknutí potrubí 12 z elektricky-mechanického spojení s koncovými vývody 56 a 58, jsou tyto vývody výhodně tvořeny párem koncových vývodů (na obr. 3 označených jako 58a a 58b). na kterých spočívá potrubí 12. Za účelem manuálního nastavení vnitřních prvků mohou být na krytu 66 uspořádány vnější regulátory.

Následující popisná část se vztahuje na obr. 5 až 7. Spíše než použitím transformátoru se sekundárním vinutím lze dosáhnout stejného elektromagnetického pole, a to s účinnějším způsobem, pomocí nového zařízení, které využívá samotné potrubí a/nebo vody uvnitř potrubí jako sekundárního vinutí. Primární vinutí 72 tvořené elektrickým vodičem je do smyčky navinuto podél prvé osy 74 (jak je zřejmé z obr. 7). Každý závit tohoto primárního vinutí 72 leží v rovině, která podélně probíhá podél osy potrubí 12. Primární vinutí je navinuto na kostru cívky 76 uspořádanou vně potrubí. Magnetické jádro 78 tvořené z feritu nebo z jiného vhodného materiálu s vysokou hodnotou permeability, je spirálovitě navinuto okolo potrubí kolem jeho osy. Feritové jádro může být tvořeno pevnými vodiči nebo, jak je to zobrazeno na obrázcích, ohebnými pásky, které jsou stejné jako páskové magnety používané ve dveřích chladicích zařízeních. Tato sestava tvoří toroidní transformátor, ve kterém samotné potrubí tvoří sekundární vinutí transformátoru. Tento toroidní transformátor 46 je mnohem účinnější než nízkoúčinný transformátor 46 popsaný v souvislosti s obr. 1, přičemž je zejména vhodný pro potrubí s velkým průměrem. Toroidní transformátor má větší transformační poměr, který přizpůsobuje impedanci zdroje přímo uvažovanému potrubí.

Směr a koncentrace střídavého proudu generovaného v potrubí a ve vodě jsou zobrazeny na obr. 6. Kruh vytvořený z teček respektive z + značek reprezentuje směr střídavého proudu tekoucího směrem k pozorovateli nebo směrem pryč od pozorovatele. Tento střídavý proud je stejnoměrně distribuován a koncentrován kolem okraje potrubí v důsledku tzv. „skin efektu“. Je nutné poznamenat, že uvedené potrubí nemusí být tvořeno kovovým potrubím, ale také ani plastikovým potrubím obaleným kovovou fólií, jak bylo výše popsáno, poněvadž v sestavě zobrazené na obr. 5 až 7 samotná kapalina představuje vodič a tudíž sekundární vinutí toroidního transformátoru. Stojatá vlna elektrického pole je vytvořena v celém rozsahu kapaliny v potrubí. Za účelem zajištění větší spolehlivosti provozu během dlouhé časové periody bez nutnosti údržby, nejsou požadovány podél potrubí žádné kontaktní body.

Dalším způsobem vytvoření primárního vinutí je použití vícevodičového plochého kabelu 80 zobrazeného na obr. 8 až 10. Kabel 80 má kolíkový konektor 82 a zdířkový konektor 84, které jsou uspořádané na opačných koncích tohoto kabelu. Kolíkový konektor 82 je tvořen řadou kolíků, které vystupují z tohoto konektoru a zdířkový konektor 84 je tvořen řadou zdířek vytvořených v tomto konektoru. Počet kolíků a zdířek odpovídá počtu jednotlivých vodičů uvnitř kabelu.

Za účelem vytvoření kontinuální cívky z jednotlivých vodičů kabele 80 jsou kolíky a zdířky vzájemně propojeny, přičemž řada kolíků je posunuta vzhledem k řadě zdířek o jeden kolík 86 (jak je to zřejmé z obr. 8). Jinými slovy, druhý kolík v řadě je zasunut do prvé zdířky, třetí kolík v řadě je zasunut do druhé zdířky, třetí kolík v řadě je zasunut do druhé zdířky, atd. První kolík 86 a poslední zdířka tak zůstávají nepropojeny, a tím se v případě, že jsou konektory propojeny uvedeným způsobem, vytvoří kontinuální smyčka.

Feritové jádro 88 je, jak je to výše popsáno, stočeno kolem potrubí 12 a prochází skrze kabel 80. V této sestavě samotné potrubí a/nebo voda v tomto potrubí slouží opět jako sekundární vinutí toroidního transformátoru.

Ještě dalším způsobem vytvoření primárního vinutí je, jak je to zřejmé z obr. 11 a 12, použití dvouřadého pouzdra 96 (v zapouzdření provedení DIP), které má dvě řady kolíků 97 vybíhajících

-5CZ 288309 B6 z protějších stran tohoto pouzdra, a také desku 92 s plošnými spoji, která má odpovídající řady zdířek vytvořených uvnitř této desky za účelem propojení s uvedenými kolíky. Feritové jádro 94 obecně tvarované do tvaru písmene U probíhá kolem spodní strany potrubí 12, skrze desku 92 a pokračuje dále podél jádrové sekce 95 uspořádané mezi pouzdrem 96 a deskou 92. Stejně jako 5 u předcházející sestavy je pouzdro 96 nasazeno na desku 92 tak, že jednotlivé řady kolíků pouzdra jsou posunuty vzhledem k odpovídajícím řadám zdířek desky o jeden kolík, a tak je vytvořena kontinuální smyčka. Samotné potrubí a/nebo voda obsažená v tomto potrubí slouží jako sekundární vinutí takto vytvořeného transformátoru.

Jak je to patrné z obr. 13 a 14, feritové jádro 100 obklopuje potrubí 12. Množina kabelů 101 probíhá mezi potrubím a jádrem 100. Protější konce 105 a 106 těchto kabelů jsou připojeny ke krytu 102, který je k potrubí připevněn stejným způsobem jako kryt na obr. 2. Dvouřadé pouzdro 104 a deska 103 jsou analogické pouzdru 96 respektive desce 92 zobrazených na obr. 6.

Obr. 15 zobrazuje jiné provedení dvouřadého pouzdra 110 podobného pouzdru 96. Pouzdro 110 má dvě řady kolíků 111. permanentní feritové jádro 107 a případně jádro 108 tvarované do písmene C. Pouzdro HO je usazeno na desce 109 s tištěnými spoji. Kolíky 111 jsou zasunuty do odpovídajících zdířek v uvedené desce tak, že řady kolíků pouzdra jsou posunuty vzhledem k řadě zdířek desky stejným způsobem, který byl popsán v souvislosti s obr. 11 a 12.

Kolíky 1H jsou součástí do písmene U tvarovaného vinutí, které je dokončeno vodivými cestami 112. která jsou vytvořeny na spodní straně desky 109 zobrazené na obr. 17. Poměr mezi primárním vinutím, které je tvořeno kolíky 111 a vodivými cestami 112, a sekundárním vinutím, které je tvořeno dalšími vodivými cestami 114, může být nastaven. Je-li to nutné, může být 25 připojena odbočka vinutí.

Obr. 18 zobrazuje obzvláště výhodnou sestavu krytu a některých z hlavních komponent zařízení podle vynálezu, která způsobuje, že lze vynález za účelem úpravy vody obsažené v potrubí zejména jednoduše aplikovat na toto potrubí.

Zařízení na obr. 18 zahrnuje krytovou sestavu 120. která je tvořena dvěma krytovými podsestavami 121 a 122. Tyto dvě podsestavy 121, 122 mají dutou konfiguraci, přičemž každá z těchto dvou podsestav zahrnuje dvě komponenty, které jsou výhodně tvořeny odlitkem z plastického materiálu a které definují příslušné vnitřní dutiny 123 a 124. Obě podsestavy 121, 35 1 22 jsou sestaveny tak, že se vzájemně dotýkají ve styčných rovinách 127 a 128. Uvnitř vnitřní dutiny 123 podsestavy 121 ie uspořádána všeobecně do tvaru písmene U tvarovaná část 125 jádra tvořeného feritem nebo jiným materiálem s podobnými magnetickými vlastnostmi a uvnitř vnitřní dutiny 124 podsestavy 122 je uspořádána další všeobecně do tvaru písmene U tvarovaná část 126 jádra. Sloupce těchto částí 125, 126 jádra jsou zakončeny rovnými povrchy, které na 40 sebe vzájemně dosedají v styčných rovinách 127 a 128. Spojením obou částí 125,126 do jádra se vytvoří magnetický obvod ve formě uzavřené smyčky nebo prstence.

Sloupce části 125 jádra probíhají skrze duté hrdlové části 129 krytové podsestavy 121. Tyto duté hrdlové části 129 jsou zakončeny lemovým útvarem 130. Sloupce části 126 jádra probíhají skrze 45 duté hrdlové části 131 krytové podsestavy 122. Tyto duté hrdlové části 131 jsou zakončeny svorkovými útvary 132, do kterých zapadají výše uvedené lemové útvary 130 uspořádané na koncích hrdlových částí 129. V důsledku toho je možné snadno spojit jednotlivé podsestavy dohromady, a to pouhým zaskočením lemových útvarů 130 zakončujících hrdlové části podsestavy 121 do svorkových útvarů 132 zakončujících hrdlové části podsestavy 122. Listová 50 pružina 132, která je uspořádána mezi jádrovou částí 126 a vnitřní stěnou krytové podsestavy

122, tlačí jádrovou část 126 do kontaktu s jádrovou částí 125 silou, která je dostatečná ktomu, aby mezi jednotlivými jádrovými částmi nevznikly podstatné vzduchové mezery, kterými by se přerušil magnetický obvod tvořený jádrem.

-6CZ 288309 B6

V případě, že obě podsestavy jsou vzájemně k sobě připevněny, potom definují otvor 133, skrze který může vést potrubí, přičemž jádro je potom uspořádáno kolem obvodu tohoto potrubí. Za účelem zajištění toho, aby kryt zůstal v požadované poloze na potrubí, mohou být poskytnuty upevňovací prostředky.

Vnitřní prostor dutiny 123 krytové podsestavy 121 je dostatečně veliký pro pojmutí výše uvedených elektrických a elektronických komponent zahrnujících primární vinutí, kterým probíhá jádrová část 125 za účelem vytvoření již uvedeného elektromagnetického pole rozloženého v tekutině obsažené uvnitř potrubí, které prochází skrze otvor 133.

Zařízení podle vynálezu je zejména vhodné pro úpravu vody v domovních či rozvodných vodovodních systémech nebo v ohřívacích systémech a může být vhodně použito ve vodních upravovačích stanicích či plaveckých bazénech. Použití tohoto zařízení nemusí být jen omezeno na úpravu vody, nýbrž může být také použito pro úpravu piva v sudech, úpravu odpadní splaškové vody v usazovacích nádržích, úpravu vína ve fermentačních nádobách, úpravu paliva v palivových nádržích a, stručně řečeno, pro úpravu libovolných tekutin, které obsahují ionty nebo jemně suspendované pevné látky.

Jak již bylo uvedeno, lze vynález použít i pro jiné účely, než je úprava vody pro zamezení tvoření šupinatých usazenin ve vodovodním systému. Vynález má účinky na biologické podmínky v tekutině, tak například růst řas nebo bakterií v slané nebo sladké vodě je negativně ovlivněn v případě, že je voda upravována podle vynálezu. Dále bylo zjištěno, že vynález má účinek na vločkovací proces, například v systému upravovaném podle vynálezu sedimentují vločky mnohem rychleji než v systému neupravovaném.

Bylo také zjištěno, že vynález má vliv obecně na růst krystalů, a to v oblastech odlišných od šupinatých usazenin. V případě, že krystaly krystalizují v roztoku, který je upravován podle vynálezu, potom je velikost krystalů a stupeň jejich hydratace příznivě ovlivněn úpravou podle vynálezu. Úpravou podle vynálezu jsou ovlivněny i některé reakce, které se týkají iontů a/nebo volných radikálů jako přechodných sloučenin.

Bylo zjištěno, že vynález má také účinek na úpravu vody chlórem prováděnou například v plaveckých bazénech. Jestliže je voda upravována podle vynálezu, potom je touto úpravou příznivě ovlivněno vázání chóru ve vodě, takže požadavek na rovnoměrné přidávání chlóru do vody pro udržení jeho požadované koncentrace již v tomto případě nepředstavuje kritický parametr úpravy vody.

Dále bylo zjištěno, že vynález má vliv na korozi ve vodovodních systémech. Bylo zjištěno, že v systémech upravovaných podle vynálezu je koroze kovových vodovodních potrubí, zejména železných vodovodních potrubí, snížena.

Existuje domněnka, že výhodného účinku vynálezu na korozi kovových potrubí se dosahuje v důsledku skutečnosti, že reakce, které probíhají v případě, že dochází ke korozi, vyžadují přítomnost volných elektronů ve vodě. V důsledku přítomnosti elektromagnetického pole, které je vytvořeno podle vynálezu, jsou tyto volné elektrony vytlačeny ze střední oblasti potrubí směrem k vnitřním povrchům potrubí obklopující protékající kapalinu. Poněvadž potrubí nese stejný náboj jako volné elektrony, jsou tyto elektrony odpuzovány do úzkého pásu rozloženého kolem obvodu potrubí, ale nezasahujícího do oblastí při povrchu potrubí, ve kteiých probíhají korozní reakce. V důsledku toho, že jsou elektrony vypuzeny z oblastí, ve kterých dochází ke korozním reakcím, je korozi potrubí zabráněno anebo alespoň je tato koroze omezena.

Další možné použití nachází vynález u nedestrukčních měřících přístrojů vodivosti nebo průtoku. Vynález je možné také použít pro detekci v zemi uložených plastových potrubí, pro zjištění trhlin v rozvodné vodovodní síti a pro rozlišení plynového potrubí od vodovodního potrubí.

-7CZ 288309 B6

Je zřejmé, že každý z výše uvedených prvků nebo dva nebo více z těchto prvků společně mohou najít uplatnění v uspořádáních odlišných od výše uvedených typů uspořádání.

Zatímco byl vynález popsán v rámci zařízení k provedení způsobu úpravy vody, je zřejmé, že tento vynález není omezen popsanými podrobnostmi týkající se konkrétního provedení tohoto zařízení. V důsledku toho je možné provést na zařízení různé modifikace a strukturální změny bez odchýlení se od podstaty vynálezu.

Bez dalších rozborů, je z předcházející popisné části zcela zřejmá podstata vynálezu, kterou může odborník v daném oboru s pomocí dosavadních znalostí uzpůsobit různým aplikacím bez opomenutí znaků, které z hlediska dosavadního stavu techniky tvoří podstatné nechráněné znaky vynálezu, přičemž toto uzpůsobení spadá do rozsahu následujících patentových nároků.

Claims (13)

1. Zařízení pro úpravu tekutiny vedené potrubím řadou vysokofrekvenčních signálů, vyznačené tím, že zahrnuje primární vinutí (72), připevněné kvnější části potrubí (12), prostředek pro buzení primárního vinutí (72) řadou vysokofrekvenčních signálů a jádro (78) z magneticky propustného materiálu, probíhající kolem potrubí (12) a skrze primární vinutí (72) pro generování elektromagnetického pole s kruhovými magnetickými siločárami, souosými s osou potrubí (12), v tekutině vedené potrubím (12) a pro šíření tohoto elektromagnetického pole podél osy potrubí (12) k úpravě tekutiny v oblasti před primárním vinutím (72) a za primárním vinutím (72).

2. Zařízení podle nároku 1,vyznačené tím, že jádro (78) je tvořeno jádrem z feritového materiálu.

3. Zařízení podle nároků 1 nebo 2, vyznačené tím, že každý z řady vysokofrekvenčních signálů má frekvenci v rozmezí od 50 do 500 kHz a sinusoidově probíhající amplitudu, která se snižuje z maximální hodnoty do nulové hodnoty.

4. Zařízení podle některého z předcházejících nároků, vyznačené tím, že mezi po sobě jdoucími signály z řady vysokofrekvenčních signálů existují čekací stavy s náhodnou dobou trvání.

5. Zařízení podle některého z předcházejících nároků, vyznačené tím, že primární vinutí je tvořeno vícevodičovým plochým kabelem (80), na jehož jednom konci je uspořádán kolíkový konektor (82) a na jehož druhém konci je uspořádán zdířkový konektor (84), přičemž kolíkový konektor (82) má řadu kolíků a zdířkový konektor (84) má řadu zdířek, přičemž kolíkový konektor (82) a zdířkový konektor (84) jsou vzájemně spojeny tak, že řada kolíků je posunuta o jeden kolík vzhledem k řadě zdířek pro vytvoření uzavřené smyčky.

6. Zařízení podle některého z nároků 1 až 4, vyznačené tím, že primární vinutí je tvořeno dvouřadým pouzdrem (96) s dvěma řadami kolíků (97) a deskou (92) s tištěnými spoji a dvěma řadami zdířek, přičemž dvouřadé pouzdro (96) je připevněno na desce (92) tak, že každá řada kolíků (97) je posunuta o jeden kolík vzhledem k příslušné řadě zdířek, přičemž s primárním vinutím je spojen prostředek pro buzení primárního vinutí řadou vysokofrekvenčních signálů.

7. Zařízení podle některého z předcházejících nároků, vyznačené tím, že jádro je tvořeno množinou vzájemně spojených segmentů.

-8CZ 288309 B6

8. Zařízení podle některého z nároků 1 až 6, vyznačené tím, že dále zahrnuje kryt (120), který má dvě části (121, 122), z nichž každá obsahuje jednu část (125, 126) jádra, přičemž obě části (121, 122) krytu (120) jsou vzájemně spojitelné pro obepnutí potrubí a pro vzájemné spojení částí (125, 126) jádra k sestavení jádra, probíhajícího kolem potrubí.

9. Zařízení podle nároku 8, vyznačené tím, že části (121, 122) krytu (120) zahrnují připevňovací útvary schopné vzájemného záběru pro držení vzájemného spojení částí (121, 122) krytu (120) k obepnutí potrubí.

10. Zařízení podle nároku 9, vyznačené tím, že připevňovací útvary jsou schopny vzájemného pružného zaskočitelného záběru.

11. Zařízení podle některého z nároků 8 až 10, vyznačené tím, že dále zahrnuje pružinový prostředek pro uvedení částí (121, 122) krytu (120) do vzájemného záběru.

12. Zařízení podle některého z předcházejících nároků, vyznačené tím, že prostředek pro buzení primárního vinutí řadou vysokofrekvenčních signálů zahrnuje prostředek pro detekci zvuku tekutiny vedené potrubím a pro generování analogového zvukového signálu s frekvencí úměrnou detekovanému zvuku.

13. .Zařízení podle nároku 12, vyznačené tím, že prostředek pro buzení primárního vinutí řadou vysokofrekvenčních signálů dále zahrnuje prostředek pro vyjmutí šumu z analogového zvukového signálu, prostředek pro převedení analogového zvukového signálu na sérii digitálních impulsů s frekvencí úměrnou frekvenci analogového zvukového signálu, prostředek pro převedení digitálních impulsů na stejnosměrné napětí s amplitudou úměrnou frekvenci analogového zvukového signálu a prostředek pro převedení stejnosměrného napětí na řadu budicích impulsů přiváděných do uvedeného primárního vinutí.